Поляриметр Советский патент 1975 года по МПК G01N21/42 

1

Изобретение относится к оптико-механическому приборостроению и предназначено для измерений нараметров двойного лучепреломления анизотропных сред, например, при исследованиях механических напряжений полярнзационно-онтическнм методом.

Известны поляриметры, н содержащие онтико-механические системы с поляризатором, компенсатором, анализатором и записывающим устройством, которые не позволяют определять целое число порядков, заключенное в измеряемой разности фаз, и но измеренным параметрам изоклин - нанравление алгебраически большего (наибольшего) ианряжения. Кроме того, оии не позволяют однозначно определять дробную часть порядка, поскольку в общем случае не известно, что измерено: дробная часть сверх некоторого целого порядка или же часть, недостающая со следующего порядка.

Для новьинения точно-сти определения изоклины н разности хода лучей в различных точках неподвижной модели в нредлагаемом поляриметре i оптико-механическую систему введен набор фазовых пластинок разной толщины, установленных между поляризатором н анализатором под углом ±45° по отнощению к осям поляризатора и четвертьволновой нластинки, укрепленных на oтдeльнo г диске с возмои ностью введення их в НУЧОК света в

определенно нослодовательности для обеснечен4 я разности фаз, -кратной 2л.

Введение в нучок света фазовых нластин, разной толщнны, создающих сдвнг фаз, кратный 2я, позволяет устраинть неоднозначность в определении изоклин и разности фаз, а связь нривода каждой пласт :нки с запнсывающим устройством позволяет учитывать технологические ногрешностн фазовых пластин дополнительного комненсатора при обработке результатов измерений с помощью ЭВЛУ.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого поляриметра.

Предлагаемый поляриметр содержит иоляризатор 1, четвертьволновую (нанример, для зеленой линии ртути) пластинку 2, синхронно связанную с анализатором 3 и записываюн1;ее устройство 4. Между поляризатором 1 н анализатором 3 установлен исследуемый объект 5 (модель), два модулятора 6 и 7 состояния поляризации, возбуждаемые переменным током (или напряжением) разной частоты, и дополнительный компенсатор, состоящий из фазовых нластинок 8, 9 и 10 разной толщины, которые будучи помещены в мопохроматнческий свет с осями под 45° по отношению к элементам 2 и 3 создают сдвиг фаз, кратный

Перед поляризатором 1 установлены осветитель II (например, ртутная лампа), конденсатор 12, диафрагма 13, формирователь параллельного пучка света (объектив) 14 и и спектральный модулятор 15, состоящий, например, из наклоняющегося в разные стороны интерференционного светофильтра и плоскопараллельной пластинки.

После анализатора 3 на оптической оси установлены: объектив 16 с неременным фокусным расстоянием, сменная диафрагма 17, пентапризма 18 с нолупрозрачным слоем (покрытием), разделяющая пучок на два, направляющихся в визуальный канал и через линзу ноля 19 - фотоприемник 20.

Четвертьволновая пластинка 2 синхронно связана с анализатором 3 сельсинной связью 21 таким образом, что быстрая ось пластинки 2 постоянно составляет прямой угол с плоскостью нронускания анализатора 3. Кроме того, пластинка 2 связана с ведущим реверсивным двигателем 22, датчиком угол-1код 23 и через дифференциал 24 - с поляризатором 1.

Дифференциал 24 рассчитай образом, что при неподвижном реверсивном двигателе 25 и вращающемся диске пластинки 2 поляризатор 1 также вращается в ту же сторону и строго синхронно с пластинкой 2.

Фазовые пластинки 8, 9 и 10 укреплены на отдельном диске 26, который также связан с пластинкой 2 с помощью дифференциала 27. Каждая из фазовых пластинок имеет свой привод, напр.имер электромагнитный, который посредством токосъемных колец и щеток электрически связан с занисывающим устройством 4.

Дифференциал 27 связан также с двигателем 28, на валу которого установлен, например, электромеханический конечный выключатель 29 для отсчета угла поворота на 90° диска 26 по отнощению к пластинке 2.

Вал двигателя 25 связан с датчиком уголкод 30.

Для обработки сигнала фотонриемника 20 за ним установлен предварительный усилитель 31, избирательный усилитель 32, уиравляющий двигателем 22, и избирательный усилитель 33, управляющий двигателем 25. В цепи управления двигателей 22 и 25 установлены переключатели рода работ, например, в виде реле 34 и 35, а так же дополнительные реле 36 и 37.

К выходу усилителей 32 и 33 подключены фазовые детекторы 38 и 39.

Поляриметр снабжен логическим устройствам 40, собранным на стандартных логических элементах.

Предлагаемый поляриметр работает следующим образом.

Светящееся тело осветителя 11 конденсатором 12 проектируется на диафрагму 13, после которой объективом 14 формируется параллельный пучОК света и направляется на спектральный модулятор 15.

В зависшмости от наклона интерференционного светофильтра спектральный модулятор 15 выделяет то зеленую (основную), то желтую (вспомогательную) линии из спектра возбужденной ртути лампы (осветителя И)Параллельный монохроматический пучок света проходит поляризатор 1, модулятор 6, четвертьволновую пластинку 2, исследуемый объект 5, второй модулятор 7, анализатор 3, объектив 16, пентапризму 18 и воспринимается либо глазом онератора, либо фотонриемнико-м 20, например фотоэлектронным умножителем ФЭУ-27.

По желанию оператора поляриметр может работать в двух режимах: в режиме раздельного определения изоклины и разности фаз; в реладме одновременного онределения изоклины и разности фаз.

Предмет изобретения

Поляриметр, например, для исследования механических напряжений, содержащий источник света, оптико-механическую систему с поляризатором, четвертьволновой пластинкой, анализатором и регистрирующее устройство,

отличающийся тем, что, с целью повыщения точности определения изоклины и разности хода лучей в различных точках неподвижной модели, в оптико-механическую систему введен набор фазовых пластинок разной толщины, установленных между поляризатором и анализатором под углом ±45° по отношению к осям поляризатора и четвертьволновой пластинки, укрепленных на отдельном диске с возможностью введения их в пучок света в

определенной последовательности для обеспечения разности фаз, крат;ной 2я.

Г